5,5-二甲基乙内酰脲在化学镀铜中的作用

在以酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸二钠为双配位剂、 甲醛为还原剂的化学镀铜液中, 研究了5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)在化学镀铜中的作用. 化学镀铜实验结果表明, DMH提高了镀液的稳定性; 扫描电子显微镜(SEM)结果表明, DMH使镀层颗粒尺寸减小, 镀层光亮致密; 紫外-可见光谱结果表明, DMH在镀液中与Cu(II)不发生强配位作用; 线性伏安扫描结果表明, DMH在化学镀铜过程中能抑制Cu⁺的产生或促进Cu⁺快速还原, 降低甲醛的氧化速率; X射线衍射(XRD)结果表明, 在含和不含DMH化学镀铜液中, 得到的铜镀层均呈现面心立方混晶结构的特征, 且未出现Cu₂O夹杂衍射峰.     

纳米结构SnO_2/碳纳米管复合电极的制备及其储锂性能

在含有十二烷基硫酸钠和SnCl2.2H2O的乙二醇溶液中加入纯化的碳纳米管,于160℃加热制备SnO2/CNTs复合材料,并以XRD,HRTEM,SEM等方法表征该材料的物相结构和表面形貌.结果表明SnO2纳米粒子均匀地覆盖在碳纳米管上,粒径小于10 nm.以其作为电极材料与锂片组装成扣式电池,恒流充放电测试.显示以该材料作为锂离子电池负极材料具有较高的比容量和良好的循环性能.     

2,2′-联吡啶在化学镀铜中的作用研究

研究了以次磷酸钠作还原剂的化学镀铜体系,添加剂2,2′-联吡啶对化学镀铜沉积速率、次磷酸钠阳极氧化和铜离子阴极还原、以及镀层形貌、结构和组分存在状态的影响.结果表明,2,2′-联吡啶对化学沉积起阻化作用.电化学线性伏安扫描实验显示,镀液中加入2,2′-联吡啶,次磷酸钠的氧化峰电势有所负移,但峰电流减小;铜离子的还原峰电势负移,但峰电流逐渐增大.扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等实验分别表明,添加剂使镀层致密和光亮、镍含量降低;镀层为Cu-Ni合金,呈面心立方结构,无明显晶面择优取向现象;镀层中铜和镍以金属态存在,磷的质量含量小于0.05%.     

添加剂对化学沉积速率的影响

基于化学镀Ni-W-P和Ni-P体系中,添加剂LaCl3、乳酸、Fe2(SO4)3、硫脲和2,2’-联吡啶的浓度对沉积速率的影响表现出较为一致的变化规律,即随添加剂浓度的增加,出现最大沉积速率的实验事实,建立了一种吸附模型并导出添加剂加速化学沉积的公式.根据该公式和实验结果进行曲线拟合,得到相当吻合的结果.由拟合结果可得到一些参数值,如吸附平衡常数等.添加剂在基体上的吸附平衡常数(K1)大于已吸附了还原剂的表面上的吸附平衡常数(K2). K1值大表明添加剂在基体表面吸附能力更强. LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶的K1、K2值远大于乳酸、Fe2(SO4)3的K1、K2值,这表明LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶的吸附能力远强于乳酸、Fe2(SO4)3的, 因此,LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶所引起的沉积速率峰值的浓度远小于乳酸、Fe2(SO4)3的.     

镍磷化学镀层的耐蚀性及其与磷含量的关系

用极化曲线法和交流阻抗法研究了磷含量为16.2%至23.4% (x)的不同镍磷(Ni-P)化学镀层在5%(w) NaCl溶液中的耐蚀性, 发现磷含量为21%～22% (x)时镀层的极化阻抗(Rp)出现极大值. 差示扫描量热测定也发现Ni-P合金的峰值晶化温度(Tp)在此P含量范围内存在极大值. XRD实验表明镀层呈非晶态结构. 利用描述非晶态的菱面体单元结构模型(RUSM)解释耐蚀性能和峰值晶化温度的极大值现象, 耐蚀性随P含量的变化与镀层中金属元素(Ni)和类金属元素(P)之间形成的键数有关. 通过比较镀层密度的测量值和基于RUSM的计算值, 证明了采用RUSM的合理性.     

面向集成电路产业的电子电镀研究方法

电子电镀是集成电路等高端电子制造产业的核心技术之一,其技术特点和难点在于在微纳米尺度通孔、盲孔、沟槽等限域空间内部实现金属镀层的均匀增厚或致密填充.然而,我国针对面向集成电路制造产业的微纳尺度电子电镀过程中的金属电沉积的表界面反应过程、添加剂的分子作用机制及其协同作用、以及镀层的理化结构与电学性能之间的构效关系的基础研究十分薄弱,缺乏系统和成熟的理论体系和研究方法.结合厦门大学电镀学科多年的科研工作,本文拟归纳微纳米尺度电子电镀的关键科学问题和技术难点,介绍电子电镀镀液体系的发展,梳理电子电镀的经典电化学研究方法和电化学原位先进研究方法,展望电子电镀工况研究方法的必要性和紧迫性,希望助力发展先进的电子电镀研究方法,推动电子电镀基础理论和工艺技术研究的进步.     

镍钨硼合金电沉积机理及镀层微晶尺寸

应用循环伏安、恒电位阶跃和X射线衍射 (XRD)等方法研究了Ni_W_B合金电沉积特点和镀层微晶尺寸 .结果表明 ,在以柠檬酸铵为络合剂的溶液中 ,Ni_W_B合金沉积层较Ni_W合金有较低的电化学活性 .电位阶跃i～t曲线分析表明 ,在玻碳电极上Ni_W_B合金电结晶过程遵循扩散控制瞬时成核三维成长模式 ,且随过电位的增加 ,电极表面晶核数增多 .XRD测试结果表明 ,随沉积电流密度提高 ,合金镀层微晶尺寸逐渐增大 ,说明电流密度提高将更加有利于Ni_W_B合金电结晶过程中的晶核生长 .     

钯镍合金在玻碳电极上电结晶机理

在钯镍合金电解液中, 采用循环伏安和计时安培实验方法, 运用Scharifker和Hills模型、Heerman和Tarallo模型揭示钯镍合金的成核机理. 结果表明, 钯镍合金在玻碳电极上发生成核过程. Scharifker和Hills模型分析表明, 钯镍合金更符合扩散控制下的三维生长的连续成核机理. 借助于Heerman和Tarallo模型, 拟合得到钯镍合金的成核和生长的动力学参数. 拟合结果显示, 电位阶跃从-0.85 V负移至-0.92 V (vs SCE), 钯镍合金在玻碳电极上的成核速率从0.83 s^-1增加到7.71 s^-1, 成核密度数从2.77×10⁴ cm^-2提高至7.09×10⁴ cm^-2.     

铜电化学沉积在微孔金属化中的应用

以分布有微孔的印刷线路板(PCB)作为模板,按照PCB孔金属化工艺路线,研究乙醛酸化学镀铜和柠檬酸盐体系铜电沉积工艺在PCB微孔金属化中的应用.结果表明,乙醛酸化学镀铜和柠檬酸盐体系电沉积铜可以成功地应用于PCB微孔金属化加工工艺中.微孔化学镀铜金属化导电处理后,铜附着于微孔内壁,颗粒细小,但排列疏松且局部区域发生漏镀现象.微孔一经电镀铜加厚,镀层电阻显著下降;孔壁内外的铜沉积速率达到0.8:1.0;铜颗粒具有一定的侧向生长能力,能够完全覆盖化学镀铜时产生的微小漏镀区域;微孔内壁铜镀层连续、结构致密并紧密附着于内壁,大大增强了PCB上下层互连的导电性能.