脉冲电镀银钯合金

|才 料 保 护 第 23卷弟 5期 37 离，两槽相距应在 {～5m 上，目的是为了防止铬雾 的污染、镀铬槽最好用强吸风装置 ，因为它对铬雾的 吸收比 F_53抑雾剂 ．它能将产品上出槽时的热铬雾 吸 掉 2． Ni—n 台金槽所用的工夹具，应和镀铬的挂 具分开，采用两套挂具，目的是为了防止挂具上的铬 液带入 Nj—Fe槽中，工央具的绝缘 部份最好浸挂具 漆． 3． Ni Fe合 金大处理 时，如遇特 殊情况可用 H O：同活性碳联合处理。但用H O 处理后应将槽蔽 pH值提高至 5．0～5 5之间 以沉淀 ¨．过滤后降 低槽液pH值至3．5并加还原铁粉．目的是进一步防 止三价铁的生成。实行 双保险 。 R + 2 ‘+= 3 卜 4． 经大处理后的 Nj— 合金槽液 ，除拄原配方 舔加润湿剂外，其余光亮剂可拄对半添加即可正常 生产，若有步部甜区域光洁度有问题，可视情况调整 个别光亮荆的配比含量。 脉冲电镀银钯合金 By DbnE Shou—Jiang，Y-]~zkum oto and Hayas~ 脉冲电沉积光亮、平滑含钯约 25，6的银合金，其 最佳条件是导通时间为 O．1微秒 、脉冲电流为 2o0～ 400 n1A，m 以及平均电流密度为 4 mA／Cm ，沉积层 的组成可以认为是由扩散极化控1}哇的 为 了获得细 晶结扮的合金沉积层，采用高过 电位的脉冲电镀似乎 是有效的。 已经发现银钯合金取代硬金在电子工业中用作 电接触件方面的许多应用 尽管麓氰化物、氰化物和 氯化物的槽液已有研究，但是有实际应用的银钯合金 电镀液还投有开发．因为这些沉积层的外观质量差， 并且合金的组成局限在一个挟窄蓖围内． 最近 ，Do nbach、sturz帅咯Er和 PILjppe研究了用 硝酸馈槽渡电镀银钯合金 ，并且对合金的表面特性 组成和性能随脉冲的变化作了研究，其结果很有 前途。但是，由于银和钯沉积存在很大的电位差，所 以合金的组成是很难控制的． 我们在最韧的研究中．发现漠化物络合槽中银和 钯几乎能以同样的电位沉积，并且我们研究了在此镀 液中脉冲电镀控创沉积层表面特性与组成的可能性． 脉冲电镀沉积层的结构强烈地受到高阴极电位 的影响。在合金电沉积时．电极表面的离子浓度亦将 影响沉积层．然而，脉冲电镀在阴极表面甜近可能沉 积的离了浓度变化的影响比直流电镀小。 我们在研究银钯合金 电镀中，外加不同脉冲电流 密度、负荷周期和平均电流密度的矩形脉冲．以便获 得平蒲的细结晶沉积层．研究了沉积层的组成和结 构随脉冲总电流和平均电流密度的变化．同时探索了 影响沉积层组成和结扮的决定因素 试验 用包铂金的钽作阳极．面积大约 1 on1’的多晶铜 作阴极，经过电解抛光后的铜试片，先以8库仑电量 沉积约 lO 、的银后再电镀银钯合金。奉研究所用的 电解 液为 }0-l M KI(1~lBr4)、0-O5M ABBr、6．5M №酐 和 2．5mMCe(SO·)。用 NaOH调 p}l到 {～{．5， 45"C无搅拌下，用 6库仑电量沉积 3 lJm厚的银钯合 金镀层来制备检测沉积层表面结构和舍金组成的试 样，在电流刚好断开前用示波器测量电极电位。 表 1示出了本研究所用的电流波形 恒定平均电 境密度，改变脉冲电流密度(j )，导通时间与斯开时 间(i叩和 )进行试验．阴极扩散层中金属离子浓度 随采用的脉冲周期变化相当小．可 测定电极电位对 合金沉积层的影响．采用不同的脉冲电流密度，断开 时间和平均电流密度进行试验，也可以测定金属离子 浓度的影响。 用扫描电子显徽镜(sEM)测定了合盒沉积层的 结构。用具有cuK．射线的X衍射装置来估测合 金的组虎和最佳取向．由于银钯合盒形成固溶体，因 此，从 x衍射数据测定的舍金沉积层的晶格常数能 够估测出合金的组成。在电沉积合金后的 l0秒钟内． 碱性溶液中相对 } ／} 0电极为 0．2 V，测量氯的阳 极氧化过程中所消耗的电量来估测沉积层中氯吸附 量。 维普资讯 http://www.cqvip.com MA'rERIAl占 PROTECTION 裹 I 波形、极限脉冲电流密度和银钯舍盒镀层的外现 图 l示出了澳化物槽沉积银、钯和银钯合金的稳 态极化曲线。由于钯比银先沉积以及钯的极限沉积速 率小于银．因此钯沉积的极限电流密度是决定因素。 在含有 0．i M (1~Sr·)和 6．5M NI丑r的电解液中， 从穗盎极化曲线获得钯的极限电流密度为 4．5 mA／cmz。 电位．V(相对SCE) 圈 l 伪辍极化 ■残 但设紧靠阴极表面扩散层厚度(6)为 0．05m．在 此电解蒗中钯的扩散系数(D)估算为 10 c'm ／s，把 上述数懂代人Ibl 方程式，能够计算出我们试验条 件下的极限脉冲电流密度． ‘(极限)= -{[2虬 (1一 ) ]0‘ ～ 一 1]+ l}_。 _’ 式中负荷周期 x：k／(k十h)，表 i给出了不同 负荷周期的脉冲极限电流密度值。 用平均电流密度大于5 mAlcm。的直流电流或脉 冲电流电镀，此时的脉冲电流其电流密度大干 40、 200和 300mA／c~nz，导通比分别为 1 l 4、1 l 30和 0．i，49．由于这种脉冲电流接近理论极限电流密度． 导致阴极表面附近钯离子耗尽。所以在此条件下，预 料浓差极化将对合金沉积层的组成与性能有较大的 髟响． 当脉冲电流密度、导通时间或平均电流密度降低 时．阴极表面离子浓度变化的影响可忽略不计。 图2和图3示出了脉冲电镀银钯合盒时，恒定平 均电流密度、改变脉冲电流密度和导通时间对电极电 位和沉积屠组戚的影响。随着昧冲电流密度和导通时 间的增加，合金的沉积电位向负方向移动．根据热力 学数据，当脉冲电流密度或导通时间增加时．预计银 沉租速辜增加的幅度大于银的沉积速率．但是．我们 的数据(图2和图3)表明：合金的组成实际上不随脉 冲电流密度或导通时间的增加而改变．恒定平均电流 密度．增加脉冲电流密度或导通时间，同时增加断开 维普资讯 http://www.cqvip.com l990年 5月 材 料 慑 护 靖 23誊第 5期 39 时间。由于阴极表面钯离子浓度在长时期断开时闻里 得以恢复．因此．预料断开时何的加长会使沉积层中 把的古量增加。断开时向的增加大大抵清了电极电位 数据的预期影响．因此，沉积层的组成不仅嵌帻于电 极电位，而且也嵌帻于扩散层中沉积离子的浓度． 哲 毫 辣冲电瘴密度 ·iP．mA／c~= 囤 2 脉 冲 电流 密度 ( )对 阴扭 电位 和 沉积层 中银含量的影响 O~ion l ．i-4mAlcm’I 丑 80 彘 血 70薹 札 60 磷 墨 佃 1¨ 晤 删 札 诺 I呻 ，徽秽 圈 3 导通时间对1，l枉电位和 沉积层 十银含量的彩响 0 200 mA／cm’， rnA／cm A= 4∞ TnA／cfr-’，il=4 mAf~c．’。 由圉 4可见．随着断开时间的增加，电极电位向 正方向移动。预料断开时间增加的影响，已由沉积层 中银含量的减少所证实。 苗 智 霉 t。ff，微秒 圜 4 断 开时 间对l，I枉 电位 和 沉积层中银含量的群响． O=ton 1 ．i。20 mAl,~n I 口=ioiz l ，i，2∞ mA／em } A=tor．1 ，i．40mAl~'ri’。 圉 5和圉 6分别表示丁脉冲电藏和直流电流沉 积时，电极电位与沉积层中银古量随平均电流密度的 变化。随着平均电流密度增加，电极电位向负方向移 动，台金中银的音量也髓之增加。但是，直藏电镀的这 种趋势比脉冲电镀更加明显． 脉冲电镀的极化作用比直流电镀大．预料较活泼 的银在脉冲电镀的沉积层中古量较高。这说明在沉积 过程中电位不是控制舍金沉积层组成的决定性因素． 平均电流密度 ，．皿，mA／c~n 图 5 平均电渍膏度(i_)对阴扭 电位扣导通 i管理

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