亚硫酸钠无氰脉冲电镀金-铜合金研究

摘要

金及其合金镀层因其优异的物理化学性能，广泛应用于现代电子工业中，适用于制造对于电参数性能长期稳定性要求较高的零件。传统的氰化物镀金工艺，镀液具有良好的分散能力和覆盖能力、电流效率高、稳定性好，所得镀层的表面质量好。但是，传统的氰化物镀金工艺，因其选用氰化物为金的配合物，镀液毒性大，对操作工人的危害较大，同时不利于环保。因此，新型的无氰电镀工艺成为了当代电镀工作者的主要研究方向。
　　本文通过对比研究无氰亚硫酸钠-柠檬酸铵电镀工艺和无氰亚硫酸钠-络合物α电镀工艺，综合考虑镀层和镀液的性能，最终确定无氰亚硫酸钠-络合物α工艺为主要研究对象。通过正交试验，以镀层外观、镀层硬度和镀液沉积速率为评价指标，得到无氰亚硫酸钠-络合物α电镀金-铜工艺优化配方:金10g/L，硫酸铜1g/L，无水亚硫酸钠170g/L，硫酸钾80g/L，络合物α60g/L。同时，研究了不同电镀工艺参数对镀层表面质量和镀液沉积速率的影响，通过单因素试验最终确定了优选工艺参数为:电流密度0.3A/dm2、电镀温度60℃、占空比10％、脉冲频率1000Hz、镀液pH值9、搅拌速度1000r/min。
　　无氰脉冲亚硫酸钠-络合物α电镀工艺，镀液稳定性好，覆盖能力和分散能力优异，电流效率为82.23％。所得的金-铜合金镀层结合力良好、耐蚀性好;镀层硬度为190.43Hv，远超纯金或紫铜的硬度;XRD测试结果表明，镀层由Au3Cu固溶体组成;XRF测试结果表明镀层金质量分数90.23％，铜质量分数9.77％。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 镀金及其合金应用

1．1．1 金及其合金镀层的性能

1．1．2 金及其合金镀层的应用

1．2 镀金及其合金的发展

1．2．1 无氰电镀金的研究进展

1．2．2 无氰镀金及其合金存在问题

1．3 亚硫酸盐镀金及其合金技术

1．4 脉冲电沉积的发展现状

1．4．1 脉冲电沉积的优点

1．4．2 脉冲电沉积的应用

1．4．3 脉冲电沉积金镀层

1．5 课题来源、学术思想及研究意义

1．6 论文主要工作

2 实验材料及测试方法

2．1 实验材料及仪器设备

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器设备

2．2 电镀金工艺

2．2．1 主盐的制备

2．2．2 镀液的配制

2．2．3 电镀工艺流程

2．2．4 前处理工艺

2．2．5 实验装置

2．2．6 电镀后处理以及镀液使用的注意事项

2．3 测试方法

2．3．1 镀层性能测试

2．3．2 镀液性能测试

3 亚硫酸钠电镀金-铜合金镀液配方研究

3．1 不同体系亚硫酸盐电镀金-铜合金

3．1．1 亚硫酸钠-柠檬酸铵电镀金-铜合金

3．1．2 亚硫酸钠-络合物α电镀金-铜合金

3．1．3 无氰亚硫酸钠电镀体系的确定

3．2 正交试验设计

3．3 优选正交实验

3．4 配方的确定

3．5 本章小结

4 亚硫酸盐电镀金-铜合金工艺参数研究

4．1 电流密度的影响

4．1．1 电流密度对镀层表面形貌的影响

4．1．2 电流密度对镀液沉积速率的影响

4．2 占空比的影响

4．2．1 占空比对镀层表面形貌的影响

4．2．2 占空比对镀液沉积速率的影响

4．3 脉冲频率的影响

4．3．1 脉冲频率对镀层表面形貌的影响

4．3．2 脉冲频率对镀液沉积速率的影响

4．4 镀液pH值的影响

4．4．1 镀液pH值对镀层表面形貌的影响

4．4．2 镀液pH值对镀液沉积速率的影响

4．5 电镀温度的影响

4．5．1 电镀温度对镀层表面形貌的影响

4．5．2 电镀温度对镀液沉积速率的影响

4．6 搅拌速度的影响

4．6．1 搅拌速度对镀层表面形貌的影响

4．6．2 搅拌速度对镀液沉积速率的影响

4．7 本章小结

5 镀层及镀液性能测试

5．1 镀层性能测试

5．1．1 镀层结合力测试

5．1．2 镀层耐蚀性测试

5．1．3 镀层硬度测试

5．1．4 镀层晶体结构

5．1．5 镀层组成分析

5．2 镀液性能测试

5．2．1 镀液稳定性

5．2．2 镀液覆盖能力

5．2．3 镀液分散能力

5．2．4 镀液的电流效率

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢