工艺参数影响
徐山泉 镀液中钼酸钠浓度对沉积速度的影响很大,见图2一30。随着镀液中钼酸钠浓度的升高,沉积速度降低。当镀液中的钼酸钠含量超过1.2g/L时,沉积速度下降得较慢,这说明钼酸钠对合金沉积有较大的阻碍作用。
2.镀液中钼酸钠浓度对镀层成分的影响
图2-31为钼酸钠浓度对镀层成分的影响,从图中可以看出当钼酸钠浓度增加时,钼含量增加,磷含量减少。
钼含量高,镀层的热稳定性高。磷含量高,镀层为非晶态结构,则扩散阻挡性能好,可以
阻止铜沿着晶界扩散。这就要求镀层既要满足镀层热稳定性要求,又要满足非晶态结构。目前,制备的镀层通常是高钼低磷的,热稳定性较好,而对铜的阻挡性能较差。因此,到能够同时增加三元镀层中mo和p含量,对于镍-钼-磷镀层作为扩散阻挡层的应用是必要的。目前,有研究报道,采用复杂的非等温装置可以获得高钼高磷的镀层。但针对改变镀液组成,控制沉积速度来直接获得高钼和高磷含量的研究较少。
在研究沉积原理和大量实验研究基础上,发明了一种制备高钼和高磷镀层的化学镀镍-钼-磷合金溶液。可以同时获得mo和p的含量都较高的镀层。
(1)主盐
镍、钼盐是镀液的主盐,作用是提供镍、钼离子,在化学原反应中为氧化剂。
可供采用的镍盐有硫酸镍(NiSO4)、醋酸镍、氯化镍。常用硫酸镍,绿结晶配成的溶液为深绿,可供采用的钼盐有钼酸钠,实验发现,镍盐浓度高时,沉积速度较快,但镀液稳定性下降。挂包钩
聚氨酯1 (2)还原剂
选用次亚磷酸钠为还原剂,其本身分解产生出磷原子进入镀层,以Ni-Mo-P化合物形式存在于镀层中,同时一部分则被氧化为亚磷酸钠。亚磷酸盐是十分有害的反应产物,它会与镀液中的镍离子形成溶解度很小的亚磷酸镍沉淀,使镀层表面粗糙,甚至使镀液分解老化而失效。因此,必须严格控制镀液中亚磷酸盐的含量,其用量取决于镍盐浓度。当提高次磷酸钠浓度时,沉积速度增大,但镀液的稳定性下降,易产生沉淀,沉积层表面发暗。 (3)络合剂
镀液中随着镍离子不断被还原,H2PO32生成越多,容易造成亚磷酸镍沉淀而引起镀液分解。为避免镀液分解和控制沉积速度,镀液中必须加入络合剂,络合剂与镍的离子形成稳定的络合物,用来控制可供反应的游离镍离子含量,同时起到抑制亚磷酸镍沉淀的作用,使镀液具有较好的稳定性。常用的络合剂主要有醋酸,柠檬酸,乳酸,苹果酸,丙酸及它们的盐类等。
网络游戏制作 研究表明,只有在络合剂比例适当的条件下,次磷酸盐浓度变化对沉积速度才有影响。随着次磷酸盐浓度的增加,镍的沉积速度上升。但次磷酸盐的浓度也有限制,它镍盐浓度的摩尔比,不应大于4,否则容易造成镀层粗糙,甚至诱发镀液瞬时分解。一般次磷酸钠的含
有机玻璃加工设备量为20~40g/L。
(4)缓冲剂
缓冲剂的主要作用是保持镀液的pH值稳定。因为在化学沉积Ni-Mo-P合金过程中,由于氢离子不断地析出,使镀液的pH值逐渐降低,而pH值的降低又阻碍了沉积过程的进行。镀液中加入缓冲剂,是为了防止在沉积反应过程中由于镀液H值的剧烈变化而造成沉积速度的不稳定。缓冲剂中的阴离子可与沉积反应过程中所生成的氢离子结合成为电离度很小的弱酸分子,从而能控制镀液pH值的剧烈变化。缓冲剂的浓度也会影响镀液的沉积速度,因此,必须经常测定镀液的pH值,并用氨水或氢氧化钠溶液来校正。
(5)稳定剂
为控制镍、钼离子的还原和使还原反应只在被镀基体表面上进行,防止镀液自发分解失效,镀液中应加入稳定剂。稳定剂的作用在抑制镀液的自发分解,使施镀过程在控制下有序进行。稳定剂能优先吸附在微粒表面抑制催化反应,从而掩蔽催化活化中心,阻止微粒表面的成核反应,但不影响工件表面正常的化学镀过程。但必须注意的是,稳定剂是一种
化学镀镍毒化剂,即反催化剂,只需加入少量就可抑制镀液自发分解。稳定剂不能使用过量,过量后轻则降低镀速,重则不再起镀,因此必须慎重使用。常用的稳定剂主要有硫的无机物或有机物,如硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物等。