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开题报告 Cu-Ag 电沉积材料的研究

开题报告 Cu-Ag 电沉积材料的研究. 专业名称：应用化学 学生姓名：朱雅平 指导教师：王为 教授 时间： 2013 年 1 月 15 日. 国内外研究近况. 课题的研究目标. 研究内容. 研究方法及手段. 时间进度安排. 主要内容. 面临的问题. 发展前景及优势. 一、国内外研究近况. 研究现状. 研究现状.

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开题报告 Cu-Ag 电沉积材料的研究

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Presentation Transcript

  1. 开题报告 Cu-Ag电沉积材料的研究 专业名称：应用化学 学生姓名：朱雅平 指导教师：王为 教授 时间：2013年1月15日

  2. 国内外研究近况 课题的研究目标 研究内容 研究方法及手段 时间进度安排 主要内容

  3. 面临的问题 发展前景及优势 一、国内外研究近况 研究现状

  4. 研究现状 张锦秋等人研究了在电子产品的表面贴片元件弱酸性电镀Sn-Ag-Cu合金及镀层焊接性能的研究，经优化工艺得到的Sn-Ag-Cu合金镀层外观光亮、平整、结晶细致。镀层中银的质量分数为2％-6％，铜的质量分数为0．5％-2％，接近共晶成分，阴极电流效率在25％左右。耐腐蚀性能和结合力较好。 F.Berthier 等通过电沉积Ag-Cu (0 0 1)理论联合实验探究了经典成核理论的的限制性。 S. Strehle等人近年来一直在研究在硫酸体系硅晶片上电 沉积Cu-Ag合金，以提高其电导率，更好地应用在电子产品。而对于较大器件上共沉积Cu-Ag合金电镀尚未开展有效的研究。

  5. 面临的问题 由于银与许多化合物容易生成不溶性盐。因此，银在镀液中的稳定性差．容易引起镀液分解。由于银是电化学中的贵金属，难以与其他金属形成合金镀层。因此，银合金镀液种类较为有限。已有的银合金镀液大多数是含有氰化物的碱性镀液，氰化镀银发展较成熟但毒性较大，面临淘汰，寻找可替代CN-的自身稳定的配位剂并不容易，近年来镀银配位剂DMH的发现可以无氰镀银，但并没有获得很大的应用。 Cu2+和Ag+标准电位相差较大，所以寻找一种合适的配位剂至关重要。 而且镀银层变色较为明显特别是高温下。

  6. 发展前景及优势 镀银层具有很高的导电性、光反射能力, 对有机酸和碱的化学稳定性高, 且价格相对便宜, 已广泛地应用于装饰品和电子电器部件等产品中。但银硬度不高, 熔点低, 不耐磨，所以发展银的合金镀层很有必要。 电镀铜基合金是应用最广泛的合金镀层之一。电镀铜基合金具有镀层整平性、光亮度好，成本较低廉，色泽较逼真，装饰效果好，良好的平滑性、耐蚀性和适宜的硬度；能阻止底层金属向面层的扩散，防止金属镀层变色等优点。正好可以弥补单纯镀银的一些缺点。 但单纯的铜层在空气中易氧化特别是高温下，所以共沉积得到的铜银合金镀层可以取长补短。

  7. （一） 获得优良的镀液体系 （二） 获得优良的镀层性能 优化的工艺条件 （三） 二、课题的研究目标

  8. 获得优良的镀液体系 优良的镀液体系包括：镀液的分散能力、镀液的整平能力、镀液的覆盖能力、电流效率 研究的关键是获得自身稳定的络合剂及其他的添加剂

  9. 镀层成分达到要求 导热性良好 镀层性能 具有一定的结合强度 高温耐磨 具有一定的厚度

  10. （1） 前处理 （2） 电沉积过程中的工艺条件 （3） 镀后处理 优化的工艺条件

  11. 三、研究内容 （1）获得合适的配位剂 已知Cu2+的标准电极电位为0.34V，Ag+的标准电极电位为0.799V。所以需要加入合适的配位剂才能使Cu2+和Ag+共沉积 以下为常见的几种配位剂及电沉积银常用的配位剂

  12. 烟酸 焦磷酸钾 亚氨二磺酸 咪唑磺基水杨酸

  13. 其他的添加剂包括缓冲剂、稳定剂、光亮剂、整平剂、抗氧化剂等其他的添加剂包括缓冲剂、稳定剂、光亮剂、整平剂、抗氧化剂等 （2）确定主盐浓度及其他添加剂 第一主盐通常为CuSO4·5H2O 第二主盐选择AgNO3或者 Ag(CH3SO3) (甲基磺酸银)

  14. 前处理 施镀条件 后处理 （3）确定适宜的工艺条件 打磨、除油、酸洗活化 电镀方式、电流密度 镀液PH、温度、时间 钝化

  15. （4）优化镀液及工艺条件 初始镀液 • CuSO4·5H2O AgNO3 H2SO4 配位剂（EDTA、DMH、KI） 添加剂 CuSO4·5H2O Ag(CH3SO3)(甲基磺酸银) H2SO4 配位剂（EDTA、DMH、KI） 添加剂 初始工艺条件 温度40℃ 电流密度0.5A/dm2 PH 9 时间1h

  16. 四、研究方法和手段 循环伏安、交流阻抗、赫尔槽、电流效率测定等 SEM、XRD、硬度、高温测试 最后主要利用控制变量法、正交试验优化

  17. 五、进度安排 2013.2-2012.3 得出初步共沉积Cu-Ag方案 2013.4-2012.5 寻找更佳的配位剂、添加剂 2013.6-2013.10 优化工艺条件，提高电流密度 2013.11-2014.1 获得最佳工艺条件

  18. 谢　　谢！

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